Cum recuperați rețelele neuronale funcția acestuia după o pierdere de neuroni?

nbsp;

02/18/2020

Recenet

O echipă interdisciplinară de cercetare condusă de experții UB a dezvoltat un nou instrument experimental care permite producerea deteriorării într-o anumită zonă a unei rețele neuronale in vitro de câțiva milimetri și înregistrează efectele pe care le are pe întreaga rețea. Obiectivul acestui experiment este de a înțelege mecanismele de răspuns care sunt produse în circuitele neuronale ale creierului și care evită o propagare generală a deteriorării, restabilind funcționalitatea circuitelor afectate. Una dintre principalele concluzii ale cercetării este că rețeaua activează rapid mecanismele de autoreglementare care consolidează conexiunile existente și restabilește operabilitatea circuitului.

Studiul, publicat în revista Eneuro și condus de Jordi Soriano, Cercetător la Institutul de Sisteme Complexe ale UB (UBICS) face parte dintr-o colaborare interdisciplinară dintre UBICS, a Institutului de Neuroștiințe al UB (Ubneuro), Institutul de Științe Fotonice și Universitatea Rovira I Virgili.

Așa cum explică Soriano, experimentul arată o mare capacitate a rețelelor neuronale la „auto-reglementează și remodează ca răspuns la schimbări bruște sau altele serioase”. Este, de asemenea, un bun exemplu de „importanța modelării rețelelor neuronale ca sisteme complexe, în care setul este mult mai bogat decât suma părților”, adaugă el.

creier și în general Rețelele neuronale biologice, au mecanisme de răspuns împotriva pierderii neuronilor din cauza daunelor sau bolilor. În accidentele vasculare cerebrale, de exemplu, pierderea de irigații de sânge determină moartea unui grup concentrat de neuroni și o modificare a funcției circuitelor neuronale deteriorate. La rândul său, acest lucru modifică funcția circuitelor vecine și poate fi inițial inițiată o avalanșă de deteriorare.

Înțelegerea modului în care aceste mecanisme acționează la nivelul rețelei este foarte complicat, atât prin mărimea mărimii creier și pentru dificultatea intrinsecă de a urmări în detaliu evoluția unui număr mare de neuroni înainte și după deteriorare. Această dificultate poate fi depășită prin proiectarea modelelor in vitro ca cercetători propun.

Experimentul a constat în înregistrarea activității întregii rețele neuronale pentru a stabili ceea ce este funcționalitatea caracteristică. Apoi, cu un laser de mare putere, un grup de neuroni a fost eliminat cu precizie și, apoi rețeaua a fost înregistrată în detaliu pentru a-și urma dezvoltarea în timp.
Cercetătorii au observat că grupul de neuron mai aproape de zona afectată Activitatea imediat, dar că se recuperează treptat datorită acțiunii întregii rețele. „În mod surprinzător, în doar cincisprezece minute, acest grup ajunge la niveluri de activitate similare cu cele care au avut înainte de daune, în ciuda faptului că au pierdut ireversibil un număr semnificativ de impulsuri din zona afectată”, explică Soriano. „Ca și în cele cincisprezece minute nu există timp să stabilească noi conexiuni – cercetătorul – concluzionăm că rețeaua acționează prin consolidarea conexiunilor existente, recrutarea fluxului de stimuli neuronali față de vecinii imediați ai zonei afectate, evitând deteriorarea și, prin urmare, O prăbușire progresivă a rețelei în formă de avalanșă „.

Studiul, în plus, coroborează importanța modelelor in vitro ca un instrument complementar pentru a înțelege complexitatea creierului și a modificărilor sale. În acest context, această cercetare este integrată în proiectul european meso-creier, în care Jordi Soriano participă, de asemenea,. Obiectivul acestui proiect este de a proiecta modele de culturi neuronale care reproduc structura și dinamica regiunilor cerebrale, pentru a controla acțiunea medicamentelor sau a terapiilor genetice pentru tratamentul bolilor neurodegenerative.
Referința articolului: S. Teller, E. Esttevez-Priego, C. Granell, D. Tornero, J. Andilla, O. E. Olarte, P. Earlie-Álvarez, A. Arenas și J. Soriano. „Recuperarea funcțională spontană după leziuni focale în culturile neuronale”. Eneuro, Februarie 2020. DOI: https://doi.org/10.1523/ENEURO.0254-19.2019

Împărtășește-o în:

| Mai multe |

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *